|
Professor Seleznov
|
Учёные из НИТУ МИСИС, МГУ имени М.В. Ломоносова, МПГУ, МФТИ и Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова разработали метод ранней диагностики заболеваний сетчатки по изменениям свечения пигмента в клетках.
Исследователи выяснили, что по этим изменениям можно выявлять повреждение клеток задолго до появления серьёзных нарушений зрения. Также учёные показали, как антиоксиданты замедляют процессы разрушения и снижают содержание токсичных продуктов фотоповреждения. Исследование выполнено по программе привлечения талантливых молодых учёных в возрасте до 39 лет в рамках программы «Приоритет-2030» и финансировалось по гранту К4-2024-3. Подробности исследования описаны в научном журнале Journal of Physical Chemistry B.
Как отмечают в НИТУ МИСИС, заболевания сетчатки, включая возрастную макулярную дегенерацию, часто обнаруживаются на поздних стадиях. В этот момент восстановить зрение уже невозможно. Одна из причин такой ситуации заключается в ограниченных возможностях существующих методов диагностики. Они фиксируют структурные изменения, но не ранние функциональные сбои в клетках.
Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова рассказала, что исследователи университета на протяжении ряда лет занимаются созданием инновационных технологий. В будущем эти технологии позволят упростить постановку диагноза и лечение различных заболеваний. По её словам, разработанный в вузе метод диагностики патологий сетчатки глаза по свечению клеток станет важным инструментом для выявления заболеваний и оценки эффективности проводимой терапии.
Учёные изучили липофусцин. Этот пигмент с возрастом накапливается в клетках ретинального пигментного эпителия. Он способен люминесцировать под воздействием света. По его характеристикам можно судить о состоянии глаза.
Важной особенностью липофусцина является его фототоксичность. При облучении видимым светом он может генерировать активные формы кислорода и токсичные продукты окисления. Эти вещества вызывают выраженный окислительный стресс. Исследование этих процессов важно для понимания механизмов повреждения сетчатки и диагностики возрастных дегенеративных изменений. Большую роль здесь играет способность липофусцина к автофлуоресценции. Измерение параметров его свечения является важным инструментом ранней диагностики заболеваний глаза.
До сих пор было недостаточно данных о том, как именно меняется состав липофусцина при фотоповреждении. Также не было понятно, как это отражается на сигнале свечения. Российские исследователи впервые с помощью метода визуализации времени жизни флуоресценции проследили на клеточном уровне, как липофусцин изменяется при фотоокислении внутри клеток пигментного эпителия.
Эксперименты показали, что по мере фотоокисления меняется не только состав липофусцина, но и характер его свечения. В частности, увеличивается время жизни флуоресценции. По-видимому, это связано с тем, что исходные молекулярные компоненты липофусцина окисляются и частично разрушаются. Продукты их превращений обладают другими флуоресцентными свойствами.
Кандидат биологических наук Алексей Семёнов, научный сотрудник лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС, сказал, что эти изменения удалось зафиксировать без введения дополнительных меток или вмешательства в клетку. Проведение подобных измерений стало возможным благодаря визуализации по времени жизни флуоресценции. Это современный метод микроскопии, основанный на измерении времени жизни возбуждённого состояния молекул. Он позволяет получать дополнительную диагностическую информацию о состоянии тканей.
Учёные также изучили роль антиоксидантов в подавлении фототоксического действия липофусцина. В эксперименте исследовали каротиноидный белок AstaP. Его выделили из микроводорослей Coelastrella astaxanthina. Этот белок способен доставлять зеаксантин. Зеаксантин является природным веществом, защищающим клетки от окислительного стресса. Выяснилось, что комплекс AstaP с зеаксантином замедляет разрушение липофусцина. Снижается образование окисленных продуктов и не происходит полного повреждения пигмента.
Ведущий научный сотрудник лаборатории квантовых коммуникаций НТИ МИСИС Григорий Гольцман поделился планами на будущее. Чтобы повысить чувствительность и скорость измерений, на следующем этапе исследователи планируют использовать разработанные ими квантовые сенсоры. Речь идёт о сверхпроводниковых однофотонных детекторах.-Источник
|
|
|
